中國粉體網(wǎng)訊  近日,，邢臺市委書記楊猛親自率領(lǐng)代表團前往古都西安,，對埃普諾新能源科技集團有限公司進行了深入考察訪問。楊猛書記出席市高新區(qū)與埃普諾集團隆重舉行的新能源電池硅碳負極材料項目簽約儀式,，此次簽約項目總投資高達24億元人民幣,，旨在建設(shè)一條年產(chǎn)6萬噸硅碳負極材料的生產(chǎn)線。

埃普諾集團成立于2021年,，是國內(nèi)一家專注于硅碳負極材料研發(fā),、生產(chǎn)與銷售的高科技新型技術(shù)集團企業(yè)。公司專注于新能源鋰離子硅碳負極材料研發(fā),、生產(chǎn),、銷售，目前公司已通過材料ISO三體系認證,，部分硅碳產(chǎn)品已通過CNAS檢測認證,。目前擁有國內(nèi)外先進的負極材料生產(chǎn)技術(shù)，獲得自主研發(fā)授權(quán)專利30余項,、發(fā)明專利50余項,，國際專利1項。

埃普諾采用“結(jié)構(gòu)—界面一體化”技術(shù),，多尺度協(xié)同解決硅材料的體積面積膨脹,、導(dǎo)電性差及界面不穩(wěn)定性難題，其技術(shù)壁壘高,、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán),。基于“結(jié)構(gòu)—界面一體化”技術(shù)，生產(chǎn)的硅碳負極產(chǎn)品具有原材料豐富工藝環(huán)保,、比容量高和穩(wěn)定性好等特點,，為300Wh/kg及以上高能量密度鋰離子電池提供材料方案，極具市場競爭優(yōu)勢,。

近年來,，硅基材料因諸多優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于鋰離子電池負極材料。首先,，硅具有約為4200ｍAh/g的超高質(zhì)量比容量,，大約是石墨的十倍。其次,，硅負極的放電電位平臺相對較低,，在與正極配對時會產(chǎn)生較高的工作電壓，從而在整個電池中產(chǎn)生較高的能量密度,。第三,，地殼中的硅元素含量很高，生態(tài)友好,，同時硅還具有良好的環(huán)境相容性,、低毒性和相對穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)等優(yōu)點,，這些都使硅成為商業(yè)石墨負極最有希望的替代品之一。

然而,，在鋰離子電池充放電過程中,，硅的體積變化會導(dǎo)致活性材料脫落和固體電解質(zhì)界面膜的持續(xù)破裂，從而導(dǎo)致電池循環(huán)壽命短和快速的容量衰減,。而碳復(fù)合可以彌補這一缺陷,。碳材料具有相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、循環(huán)時有限的體積膨脹,、優(yōu)異的導(dǎo)電性,、機械柔性,、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,，不僅充當緩沖殼以減輕體積變化，而且降低了硅與集流體之間的接觸電阻,。

硅碳負極研究進展

（1）硅/石墨復(fù)合材料

利用化學(xué)氣相沉積法或者機械球磨的方式可以制備硅/石墨復(fù)合材料,。雖然化學(xué)氣相沉積法制備的樣品更均勻、更規(guī)律,，但成本相對較高,。機械球磨等物理方法在規(guī)模化和生產(chǎn)成本上更具優(yōu)勢,。采用硼摻雜的微結(jié)構(gòu)硅和石墨復(fù)合,，表現(xiàn)出了高的容量和保持率。目前,，在硅碳材料的生產(chǎn)中,，硅添加的比例為1%-5%左右。由于石墨價格低廉,，以石墨作為主要復(fù)合成分的硅/石墨復(fù)合材料成為生產(chǎn)中的首選,。

（2）硅/碳納米管復(fù)合材料

在幾種著名的碳材料中，碳納米管的導(dǎo)電性極佳,，物理穩(wěn)定性好,，作為添加劑用于改善硅基材料的電化學(xué)性能引人注目。研究表明,，納米硅顆粒沿著碳納米管均勻分布后可以優(yōu)化硅的電化學(xué)性能,。將10nm的硅沉積在直徑為5nm的碳納米管上，得到的復(fù)合材料容量高達3000mAh/g（充放電速率為1.3C）,。研究發(fā)現(xiàn),，碳納米管可以緩解硅的體積膨脹現(xiàn)象，并沿著軸向為電荷傳遞提供連續(xù)的路徑,，改善復(fù)合材料的電子電導(dǎo)率和電化學(xué)性能,。

（3）硅/石墨烯復(fù)合材料

石墨烯柔韌性好,、比表面積大、電子電荷導(dǎo)電率高,，是包覆納米硅顆粒的理想材料,。將納米硅顆粒、蔗糖和氧化石墨烯混合物進行冷凍干燥,，然后經(jīng)過熱處理,，制備出碳化硅/石墨烯復(fù)合材料。該方法在實現(xiàn)納米硅顆粒的碳包覆的同時,，也解決了石墨烯基片在復(fù)合材料的分散不好的問題,。該復(fù)合材料在500mAh/g的電流密度下，首次充放庫侖效率為83.7%,，100個循環(huán)后比容量依然高達1410mAh/g,，容量保持率為67%。

參考來源：

邢臺發(fā)布公眾號

高嘉祺等,，硅碳負極材料的維度設(shè)計,、制備及在鋰離子電池中的應(yīng)用

張成鵬等，鋰電池硅碳負極材料的研究進展

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（中國粉體網(wǎng)編輯整理/留白）

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